数据库系统概论(五)多版本并发控制

(Multi-Version Concurrency Control, MVCC)是 MySQL 的 InnoDB 存储引擎实现隔离级别的一种具体方式,用于实现提交读和可重复读这两种隔离级别。而未提交读隔离级别总是读取最新的数据行,无需使用 MVCC;可串行化隔离级别需要对所有读取的行都加锁,单纯使用 MVCC 无法实现。

版本号

– 系统版本号:是一个递增的数字,每开始一个新的事务,系统版本号就会自动递增。
– 事务版本号:事务开始时的系统版本号。

InooDB 的 MVCC 在每行记录后面都保存着两个隐藏的列,用来存储两个版本号:

– 创建版本号:指示创建一个数据行的快照时的系统版本号;
– 删除版本号:如果该快照的删除版本号大于当前事务版本号表示该快照有效,否则表示该快照已经被删除了。

Undo 日志

InnoDB 的 MVCC 使用到的快照存储在 Undo 日志中,该日志通过回滚指针把一个数据行(Record)的所有快照连接起来。

实现过程

以下过程针对可重复读隔离级别。

1. SELECT

该操作必须保证多个事务读取到同一个数据行的快照,这个快照是最近的一个有效快照。但是也有例外,如果有一个事务正在修改该数据行,那么它可以读取事务本身所做的修改,而不用和其它事务的读取结果一致。

当开始新一个事务时,该事务的版本号肯定会大于当前所有数据行快照的创建版本号,理解这一点很关键。

把没对一个数据行做修改的事务称为 T,T 所要读取的数据行快照的创建版本号必须小于 T 的版本号,因为如果大于或者等于 T 的版本号,那么表示该数据行快照是其它事务的最新修改,因此不能去读取它。

除了上面的要求,T 所要读取的数据行快照的删除版本号必须大于 T 的版本号,因为如果小于等于 T 的版本号,那么表示该数据行快照是已经被删除的,不应该去读取它。

2. INSERT

将系统版本号作为数据行快照的创建版本号。

3. DELETE

将系统版本号作为数据行快照的删除版本号。

4. UPDATE

将系统版本号作为更新后的数据行快照的创建版本号,同时将系统版本号作为更新前的数据行快照的删除版本号。可以理解为先执行 DELETE 后执行 INSERT。

快照读与当前读

1. 快照读

读取快照中的数据。

引入快照读的目的主要是为了免去加锁操作带来的性能开销,但是当前读需要加锁。

select * from table ....;

2. 当前读

读取最新的数据。

需要加锁,以下第一个语句加 S 锁,其它都加 X 锁。

select * from table where ? lock in share mode;
select * from table where ? for update;
insert;
update ;
delete;
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